超窄间隙焊接中送进式焊剂带约束电弧的加热特性

陈欢，朱亮，姚仁，张爱华，汤国玺

摘要：开发了一种连续送进式焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法，通过改变焊剂片厚度和送带速度进行工艺試验，分析各参数下的电弧的加热特性。结果表明，增加焊剂片厚度和送带速度能够增强对电弧的约束效果，使焊缝根部熔化宽度增加，侧壁熔化高度减小;增大焊剂片熔化系数，熔化后焊剂片的固壁约束高度也会变大，电弧在侧壁燃烧的高度变小，提高电弧能量密度，更有利于电弧对侧壁根部的加热。当焊剂片熔化系数小于0.31时，熔化后焊剂片的固壁约束高度较小，电弧对侧壁的加热效果增强。

关键词：超窄间隙焊接;送进式焊剂带;加热特性;固壁约束高度

中图分类号：TG444      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）09-0041-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.09.08

0    前言

与窄间隙焊接技术相比，超窄间隙焊接技术有着更好的发展前景，它具有热输入低、焊接效率高、焊接接头性能好等特点[1-2]。然而，在间隙小于6 mm的Ⅰ型坡口中，由于焊丝端头到侧壁的距离小于静态平衡点电弧的长度，电弧会沿着侧壁快速攀升，无法满足对坡口侧壁和根部的同时加热。焊剂带约束电弧的焊接方法是利用焊剂带将电弧压缩在坡口底部，使电弧集中加热侧壁根部，有利于侧壁和根部的熔合。放置式焊剂带[3]约束电弧超窄间隙焊接是将制备好的焊剂带放入到间隙为5 mm的Ⅰ型坡口中进行焊接的一种方法，前期已经对焊剂带的预置高度[4]、焊剂片的厚度[5]、焊丝与焊剂带的相对位置[6]等影响焊缝成形的因素进行了研究，并成功对接了U71Mn钢轨、槽型钢轨与辙叉、X70管线钢等钢材，且焊缝成形好，无明显缺陷。……